一种一体式双波长反光杯

摘要

本发明公开了一种一体式双波长反光杯。为了克服现有技术灯体与雷达处于独立的模块，占用的空间与成本大的问题；本发明包括反光杯本体，双波段光源，设置在反光本本体的内侧，双波段光源中心波长为处于两种不同波段的雷达光源和可见光源；带通膜系层，设置在反光杯本体内层，使得双波段光源中的一波段透射到反光杯本体中，另一波段反射；反光杯本体为至少透过双波段光源中一波段的透光材质；电镀反射层，设置在反光杯本体外层，用于反射透射到反光杯本体中的波段光源。本方案一体式设置，使汽车产品等外观上更加紧凑；因为双波段的整形实现是使用一个模具成型的反光杯实现，使得双波段应用光学系统光轴相对关系一致性好。

权利要求

1.一种一体式双波长反光杯，包括反光杯本体（1），其特征在于，还包括：双波段光源（2），设置在反光杯本体（1）的内侧，双波段光源（2）中心波长为处于两种不同波段的雷达光源和可见光源；

带通膜系层（4），设置在反光杯本体（1）内层，使得双波段光源中的一波段透射到反光杯本体（1）中，另一波段反射；

所述的反光杯本体（1）为至少透过双波段光源中一波段的透光材质；

电镀反射层（3），设置在反光杯本体（1）外层，用于反射透射到反光杯本体（1）中的波段光源；

所述的反光杯还包括类菲涅尔层（5），设置在反光杯本体（1）内层，实现菲涅尔透镜原理的光学结构，带通膜系层设置在类菲涅尔层表面，带通膜系层使得双波段光源中的一波段透射到反光杯本体中，另一波段反射，对入射到反光杯本体（1）的双波段光源光束与从反光杯本体（1）出射的光束整形。

2.根据权利要求1所述的一种一体式双波长反光杯，其特征在于，所述的类菲涅尔层（5）为同心螺纹。

3.根据权利要求1所述的一种一体式双波长反光杯，其特征在于，所述的类菲涅尔层（5）呈同心圆分布。

4.根据权利要求1所述的一种一体式双波长反光杯，其特征在于，所述的类菲涅尔层（5）以阶梯形结构沿反光杯内层中心点中心对称分布。

5.根据权利要求1所述的一种一体式双波长反光杯，其特征在于，所述的类菲涅尔层（5）以鳞甲多边形结构沿反光杯内层中心点中心对称分布。

6.根据权利要求1所述的一种一体式双波长反光杯，其特征在于，所述的可见光源波段为380 780nm；雷达光源波段包括850nm、905nm或940nm。

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7.根据权利要求1所述的一种一体式双波长反光杯，其特征在于，所述的电镀反射层（3）为全光谱反射电镀层。

说明书

一种一体式双波长反光杯

技术领域

[0001] 本发明涉及一种反光杯领域，尤其涉及一种一体式双波长反光杯。

背景技术

[0002] 目前车灯反光杯和车载雷达技术被广泛地应用于智慧汽车领域，用于自动驾驶或车载雷达探测等，但是目前主流车载雷达都为独立模块，即车载雷达的激光雷达光源和激
光雷达探测器即使有与车灯区域集成的，也是独立于反光杯的独立模块。

[0003] 当前比较主流的车载雷达安装，无非就是如下几种：车顶式、前置车载雷达以及后置车载雷达；这类技术方案的缺点主要包括：（1）外露，风吹雨淋，无保护；（2）额外独立模
块，使得整车看起来不紧凑。此类方案占用较多的结构设计空间和成本。

[0004] 例如，一种在中国专利文献上公开的“汽车组合激光雷达前大灯及汽车”，其公告号CN104986096B，包括：灯罩和设置在所述灯罩内的至少一个灯体，所述灯罩内还设有至少
一个激光雷达；所述灯体通过自动调节关节点安装在车体上，所述自动调节关节点包括连
接座，所述连接座上设有稳平装置，所述激光雷达通过稳平装置安装在连接座上，所述稳平
装置用于确保激光雷达的平稳连接状态。该方案的雷达与灯体分体设置，结构不紧凑，占用
较多的结构设计空间和成本。

发明内容

[0005] 本发明主要解决现有技术灯体与雷达处于独立的模块，占用的空间与成本大的问题；提供一种一体式双波长反光杯，将雷达主动光与传统车灯照明光源压缩到一个反光杯
实现，使得车灯既有传统车灯照明的作用，也有雷达光照明的作用，极大节省结构设计空间
和成本。

[0006] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

[0007] 一种一体式双波长反光杯，包括反光杯本体，还包括：

[0008] 双波段光源，设置在反光杯 本体的内侧，双波段光源中心波长为处于两种不同波段的雷达光源和可见光源；

[0009] 带通膜系层，设置在反光杯本体内层，使得双波段光源中的一波段透射到反光杯本体中，另一波段反射；

[0010] 所述的反光杯本体为至少透过双波段光源中一波段的透光材质；

[0011] 电镀反射层，设置在反光杯本体外层，用于反射透射到反光杯本体中的波段光源。

[0012] 本方案一体成型，不增加装配工序，设计完成后，不会增加部件成本。一体式，外观上与传统车灯一样，不额外增加外观设计和额外模块空间预留，使汽车产品等外观上更加
紧凑。因为双波段的整形实现是使用一个模具成型的反光杯实现，使得双波段应用光学系
统光轴相对关系一致性好，免去了两个独立模块的光轴调试麻烦。内置于传统可见光车灯
内部，有车灯外罩保护，避免外露，使得雷达功能更加可靠。

[0013] 作为优选，所述的反光杯还包括类菲涅尔层，设置在反光杯本体内层，实现菲涅尔透镜原理的光学结构，对入射到反光杯本体的双波段光源光束与从反光杯本体出射的光束
整形。本方案采用类菲涅尔层、透光实体与反光杯外反射层的结构配置，结构紧凑，不额外
增加独立模块。

[0014] 作为优选，所述的类菲涅尔层为同心螺纹。菲涅尔透镜是指将厚透镜用一圈圈的同心螺纹来代替，达到同样的光学效果，对光束进行整形。

[0015] 作为优选，所述的类菲涅尔层呈同心圆分布。采用同心圆分布作为达到类似菲涅尔透镜原理的光学结构。

[0016] 作为优选，所述的类菲涅尔层以阶梯形结构沿反光杯内层中心点中心对称分布。采用阶梯形结构作为达到类似菲涅尔透镜原理的光学结构。

[0017] 作为优选，所述的类菲涅尔层以鳞甲多边形结构沿反光杯内层中心点中心对称分布。采用鳞甲多边形结构作为达到类似菲涅尔透镜原理的光学结构。

[0018] 作为优选，所述的可见光源波段为380 780nm；雷达光源波段包括850nm、905nm或~
940nm。将雷达主动光与传统车灯照明光源压缩到一个反光杯实现，使得车灯既有传统车灯
照明的作用，也有雷达光照明的作用。

[0019] 作为优选，所述的电镀反射层为全光谱反射电镀层。对投射到反光杯本体中的光束进行整形。

[0020] 本发明的有益效果是：

[0021] 1. 一体成型，不增加装配工序，设计完成后，不会增加部件成本。

[0022] 2.一体式，外观上与传统车灯一样，不额外增加外观设计和额外模块空间预留，使汽车产品等外观上更加紧凑。

[0023] 3.因为双波段的整形实现是使用一个模具成型的反光杯实现，使得双波段应用光学系统光轴相对关系一致性好，免去了两个独立模块的光轴调试麻烦。

[0024] 4.内置于传统可见光车灯内部，有车灯外罩保护，避免外露，使得雷达功能更加可靠。

附图说明

[0025] 图1是本发明的一种反光杯的结构示意图。

[0026] 图2是本发明的一种光路传播原理图。

[0027] 图中1.反光杯本体，2.双波段光源，3.电镀反射层，4.带通膜系层，5.类菲涅尔层。

具体实施方式

[0028] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

[0029] 实施例：

[0030] 本实施例的一种一体式双波长反光杯，如图1所示，包括反光杯本体1、双波段光源2、电镀反射层3、带通膜系层4和类菲涅尔层5。

[0031] 在本实施例中，反光杯为传统的车灯反光杯的改进，反光杯为弧形的反光杯。

[0032] 反光杯本体1为至少透过双波段光源中一波段的透光材质。此类透光材质种类很多，塑料材质常用的有pmma、pc、E48R等，玻璃材质如成都光明玻璃库等。

[0033] 在本实施例中，双波段光源2是指中心波长为处于两种不同波段的雷达光源和可见光源。波段一段意义上是指380 780nm可见光波段，到近红外（如常用的850nm，905nm，
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940nm等），一直到雷达用到的毫米波波段。

[0034] 在本实施例中，某车载雷达选用940nm（也可是其他近红外或中长红外波段，比如1550nm，毫米波等）作为发射光源，车灯照明为可见光（380 780nm），可将两种波段光源均置
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于图中所示的双波段光源位置。

[0035] 反光杯本体1的外层涂有电镀反射层3，电镀反射层3用于反射透射到反光杯本体1中的波段光源。电镀反射层3为全光谱反射电镀层或但波段反射电镀层。

[0036] 反光杯本体1的内层设置有类菲涅尔层5。类菲涅尔层5为包含菲涅尔螺纹透镜在内的，包含同心圆分布、阶梯分布或鳞甲多边形形式的类似菲涅尔透镜原理的的一些光学
结构。类菲涅尔层5对入射到反光杯本体1的双波段光源光束与从反光杯本体1出射的光束
整形。

[0037] 带通膜系层4设置在类菲涅尔层5表面，带通膜系层使得双波段光源中的一波段透射到反光杯本体中，另一波段反射。

[0038] 如图2所示，第一光束a为双波段光源2光束。双波段光源2光束入射到类菲涅尔层5上的带通膜系层4上，因为带通膜系层4的特性，将第二光束b反射，将第三光束c折射到反光
杯本体1中。第二光束b和第三光束c分别为两种不同波段的单波段光源。第三光束c在经过
电镀反射层3后反射成为第四光束d，第四光束d在从反光杯本体出射时，经过折射，形成第
五光束e。

[0039] 类菲涅尔层5在反射和折射的同时，也要对入射光束进行整形。整形是一种光学设计，通过光学面的光学设计，可以将入射光能量分布按照目标需求重新能量分配，比如入射
光为发散不均匀的光，通过光学面面型设计，整形出射或反射为准直光，或者整形为不同角
度的均匀的方斑或者圆斑。如对图2所示的第一光束a起反射并整形成第二光束目标出射。
折射整形作用又分为两个过程，一个过程是入射预整形，如从第一光束a入射到第三光束c
的整形输出，另一个过程是出射终整形，如第四光束d入射到第五光束e的整形输出。

[0040] 双波段光源1发出光束包含双波段，如第一光束a，传播到入射类菲涅尔层5，由于带通膜系层4只允许特定波段通过，其他波段反射，使得其中一个波段反射（如第二光束）同
时使另外一个波段透射（如第三光束），反射遵循反射定理，即入射角=反射角，而透射遵循
折射定理n1*sin（θ1）=n2*sin(θ2)，n1和θ1分别代表入射空间折射率和入射角，n2和θ2分别
代表折射空间折射率和折射角，这个过程除了按波段分束，类菲涅尔层5也具有整形作用，
即类菲涅尔面型是经过光学设计，可达成预定的反射或折射效果，如第二光束b最终出射效
果，其达成机制为，以入射的第一光束a中与第二光束b同波段的光束为设计输入，第二光束
b为目标设计输出，通过反射定理，可计算出该菲涅尔层的光学面型，该光学面型结合第一
光束a的入射条件，可计算出第三光束c的整形出射效果，第三光束c经反光杯外反射层反射
后为第四光束d，第四光束d再通过出射类菲涅尔层折射出第五光束e，出射类菲涅尔层的面
型计算同入射类菲涅尔面型。

[0041] 反光外反射层的面型计算机制为，根据前述已计算出了第三光束c的出光效果，要反射定理计算反光杯外反射层的面型，需知道第四光束d的出光效果，由于第五光束e为目
标光束，为已知条件，而出射类菲涅尔面型可根据前述入射类菲涅尔面型计算可得，故第四
光束可以根据折射定理，已知折射第五光束e和折射面（出射类菲涅尔面型），就可得到第四
光束d的出光效果，反光杯面型计算自然就得出。

[0042] 在本实施例中，将反光杯的带通膜系层4对780nm以下的波段阻断，对780nm以上的波段通过设置镀膜，反光杯外反射层作高反射率电镀层，对全波段均起反射作用。这样的镀
膜配置，可使可见光直接通过菲涅尔成整形反射，940nm透过类菲涅尔层透射整形再经反光
杯外反射层反射整形后再通过类菲涅尔层透射整形输出。一个反光杯实现双波段整形的目
的。

[0043] 本实施例的方案一体成型，不增加装配工序，设计完成后，不会增加部件成本。一体式，外观上与传统车灯一样，不额外增加外观设计和额外模块空间预留，使汽车产品等外
观上更加紧凑。因为双波段的整形实现是使用一个模具成型的反光杯实现，使得双波段应
用光学系统光轴相对关系一致性好，免去了两个独立模块的光轴调试麻烦。内置于传统可
见光车灯内部，有车灯外罩保护，避免外露，使得雷达功能更加可靠。

[0044] 应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价
形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。